Методы обработки плоских поверхностей реферат

Обновлено: 05.07.2024

Плоские поверхности обрабатывают строганием, долблением, фрезерованием и протяги-ванием. При обработке плоских поверхностей заготовок необходимо обеспечить пря­молинейность поверхности в продольном и поперечном направлениях; точное расположение обрабатываемой плос­кости относительно других поверхностей или осей; парал­лельность отдельных поверхностей между собой; расположение поверхностей под требуемыми углами и т. п.

Строгание и долбление наиболее применимы в серийном, особенно в мелкосерийном и индивидуальном произ­водствах, так как для работы на строгальных и долбеж­ных станках не требуется сложных приспособлений и инструментов.

Скорости резания при этих видах обработки небольшие, так как осуществление возвратно-поступательно: движения с большими скоростями представляет конструктивные трудности вследствие развивающихся больших сил инерции при движении деталей и узлов станка. Так, например, при строгании заготовок из чугуна для чернового прохода рекомендуется скорость резания 15. 20 м/мин, для чистового - 5. 12 м/мин с глубиной резания соответственно до 0,8 мм и 0,1 мм. Шероховатость поверхности при строгании с небольшой подачей широким резцом может достигать Ra = 0,8 мкм.

Стружка снимается во время рабочего хода, хотя ратный (холостой) ход совершается со скоростью, в 3 раза превышающей скорость рабочего хода, тем не менее потеря времени на холостых ходах делает строгание и долбление менее производительным методом обработки плоскостей, чем фрезерование.

На рисунке 3.37 показаны строгальный и долбежный рез­цы, а на рисунке 3.38 - схемы обработки.


Рисунок 3.37 – Конструкция строгального (а) и долбежного (б) резцов

Рисунок 3.38 – Схемы обработки на поперечно-строгальном (а) и долбежном (б) станках

На поперечно-строгальных стан-ках возвратно-посту­пательное движе-ние имеет резец, который закреплен в суппорте ползуна. Обрабатываемая заготовка, закреплен­ная на столе станка, получает поперечную подачу благо­даря прерывистому переме-щению стола в поперечном на­правлении после каждого рабочего хода. При строгании на продольно-строгальных станках стол с закре-пленной на нем обрабатываемой заготовкой совершает возвратно-поступательное движение, попереч­ную подачу совершает резец путем перемещения резцового суппорта, которое осуществляется после каждого рабочего хода.

Повысить производительность на строгальных стан­ках можно, применив одновременно несколько резцов на одной державке, что сократит число рабочих ходов и по­зволит снять значительно больший припуск за один рабо­чий ход: при одновременной работе нескольких суппор­тов и, следовательно, обработки нескольких поверхнос­тей; при применении широких резцов и больших подач при чистовом строгании.

На долбежных станках долбяк с закрепленным в нем резцом совершает возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. Стол станка, на котором за­крепляется обрабатываемая заготовка, имеет движение подачи в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Долбежные станки применяют в единичном производ­стве для получения шпоночных канавок в отверстиях, а также для обработки квадратных, прямоугольных и дру­гих форм отверстий.

При фрезерованииповерхность обрабатывают много­лезвийным вращающимся инструмен-том - фрезой. Подачу осуществляют путем перемещения обрабатываемой заготовки, закрепленной на столе станка. Фреза получает вращение от шпинделя станка.

Плоские поверхности можно фрезеровать торцовыми и цилиндрическими фрезами. Фрезерование торцовыми фрезами более производительно, чем цилиндрическими.

Это объясняется тем, что при торцовом фрезеровании про­исходит одновременно резание металла несколькими зу­бьями, причем возможно применение фрез большого диа­метра с большим числом зубьев.

Фрезерование цилиндрическими фрезами производят двумя методами. Первый метод - встречное фрезерование (рисунок 3.39, а), когда вращение фрезы направлено против по­дачи; второй метод - попутное фрезерование (рисунок 3.39, б), когда направление вращения фрезы совпадает с направ­лением подачи.

При первом методе фрезерования толщина стружки постепенно увеличивается при резании металла каждым зубом фрезы, достигая величины amax.


Рисунок 3.39 – Схемы фрезерования: а – встречное; б - попутное

Перед началом резания происходит небольшое про­скальзывание режущей кромки зуба по поверхности реза­ния, что вызывает наклеп обра-ботанной поверхности и затуп-ляет зубья.

При втором методе фрезерования толщина стружки постепенно уменьшается. Производительность может быть больше и качество обработанной поверхности лучше, чем при первом, но при втором методе фрезерования зуб фре­зы захватывает металл сразу на полную глубину резания и, таким образом, резание происходит с ударами. Ввиду этого второй метод фрезерования можно применять толь­ко для работы на станках с большой жесткостью конст­рукции и устройством для устранения зазоров в механиз­мах подачи. По этой причине первый метод фрезерования применяется чаще, чем второй.

Широкое применение в машиностроении при обработ­ке плоскостей находят торцовые фрезы со вставными пла­стинками твердого сплава.

Использование этих фрез позволяет вести обработку с большим числом зубьев, одновременно участвующим в резании, что обеспечивает более плавную работу фрезы при высоких скоростях резания и больших подачах; воз­можность одновременной обработки заготовок корпус­ных деталей с разных сторон (на барабанно-фрезерных станках).

Использование торцовых фрез позволяет вести скорост­ное фрезерование при скоростях резания до 350 м/мин (для ста­ли) и 450 м/мин (для чугуна) при подачах фрезы соответствен­но SZ = 0,05. 0,12мм/зуб и 0,3. 0,8 мм/зуб, а силовое фре­зерование с подачами SZ = 1,0. 1,5 мм и более.


Фрезы, оснащенные компози­том различных марок (рисунок 3.40), обеспечивают возможность обра-ботки закаленных до твердо­сти HRC 60. 64 сталей со ско­ростями резания 80. 120 м/мин, подачей 0,12 мм/об при глубине резания до 1 мм. Обработку за­готовок из чугуна производят со скоростью резания до 600 м/мин. Обработка такими фрезами заго­товок из стали и чугуна может заменить плоское шлифование.
Рисунок 3.40 – Конструкция торцовой фрезы с механическим креплением вставки, оснащенной композитом: 1 – вставка с композитом (нож)

Протягиваниенаружных по­верхностей находит широкое применение в крупносерийном и массовом производствах. Несмотря на высокую стоимость вертикально- и горизонтально-протяжных станков и ин­струмента (протяжек) этот метод обладает высокой про­изводительностью и экономичностью в сравнении с фре­зерованием.

Протяжки для обработки наружных плоских и фасон­ных поверхностей имеют постоянный профиль по длине. Конструкцию этих протяжек рассмотрим на примере про­тяжки для обработки крышки шатуна двигателя внут­реннего сгорания (рисунок 3.41, а). Ее рабочая часть состоит из отдельных секций: 1,3 - круглых и 2, 4 - плоских, закрепленных на корпусе. Каждая секция предназначена для обработки определенного участка поверхности заго­товки (рисунок 3.41, б). Номера участков заготовки соответ­ствуют номерам секций протяжки.



Рисунок 3.41 – Конструкция сборной плоской протяжки (а) для обработки крышки шатуна (б): 1, 3 – круглые протяжки для обработки полуокруж-ностей; 2,4 – плоские протяжки для обработки плос-костей разъема; 5 – крышка шатуна

Деление на секции производят с учетом принимаемой схемы резания. В сек­циях имеются рабочая и калибрующая части, форма и размеры зубьев которых аналогичны внутренним протяж­кам. Зубья наружных протяжек оснащают пластинами из твердого сплава.

Припуск на протягивание предварительно не обрабо­танной поверхности (литье, поковка) принимается в пре­делах 2. 5 мм, а на чистовое протягивание - 0,25. 1,0 мм. Шероховатость поверхности составляет Ra = 0,8. 1,6 мкм и может достигать Ra = 0,4 мкм.

Современные твердые сплавы со сверхтвердыми покрытиями подгрупп применения 25, 30 позволяют работать с достаточно высокими скоростями, большими подачами и большими глубинами резания, что является гарантией высокой производительности при предварительной обработке. При чистовом фрезеровании с высокой скоростью резания твердыми сплавами подгрупп применения 05, 10 и 15 обеспечивается возможность… Читать ещё >

Обработка плоских поверхностей ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Плоскости при лезвийной обработке можно обрабатывать различными методами (рис. 13.12).

Обработка плоских поверхностей.

Рис. 13.12. Обработка плоских поверхностей.

Наиболее универсальным способом обработки является фрезерование, так как он позволяет выполнять как предварительную обработку со снятием больших припусков, так и чистовую окончательную обработку с достижением требуемого качества поверхности.

При выборе между фрезерованием торцовой или цилиндрической фрезами предпочтение желательно отдать торцовой фрезе, которая реализует формообразование следом инструмента и, тем самым, является более надежным способом достижения требуемого качества обрабатываемой поверхности, в отличие от копирования цилиндрической фрезой.

Современные твердые сплавы со сверхтвердыми покрытиями подгрупп применения 25, 30 позволяют работать с достаточно высокими скоростями, большими подачами и большими глубинами резания, что является гарантией высокой производительности при предварительной обработке. При чистовом фрезеровании с высокой скоростью резания твердыми сплавами подгрупп применения 05, 10 и 15 обеспечивается возможность выполнения окончательной обработки с достижением необходимого качества поверхности.

Ассортимент материалов режущих инструментов (рис. 13.13) для чистовой обработки дополнительно к твердым сплавам (ТС) может быть расширен использованием сверхтвердых материалов (СТМ): режущей керамики и композитов на основе алмазов и кубического нитрида бора (КНБ).

Материалы режущей части торцовых фрез.

Рис. 13.13. Материалы режущей части торцовых фрез.

Мелкие частицы кубических фаз синтетического алмаза и нитрида бора впервые получены в конце 1950;х гг. методом каталитического синтеза при высоких статических давлениях.

Синтетические монокристаллы алмаза и КНБ, полученные искусственным путем, имеют малые размеры, поэтому для использования в качестве инструментального материала их соединяют (сращивают) в поликристаллы.

Поликристаллические композиционные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора появились на рубеже 60—70-х гг. прошлого века. Характерной особенностью таких материалов является наличие жесткого каркаса из сросшихся зерен алмаза или КНБ. Спекание порошков алмаза и КНБ, как правило, осуществляется в области термодинамической стабильности алмаза и КНБ при давлении 5—9 ГПа и температуре 1500—2000К.

При чистовой обработке особенно хорошо проявляет себя Композит-01 (эльбор). Режущими инструментами из этого материала можно выполнять финишную обработку чугунных поверхностей со скоростью резания до 800 м/мин. При этом достигается высокая производительность при хорошей шероховатости поверхности. У торцовой фрезы целесообразно иметь в работе только один зуб (рис. 13.14). Второй зуб необходим для придания инструменту сбалансированности.

Схема фрезерования эльборовой фрезой.

Рис. 13−14. Схема фрезерования эльборовой фрезой В корпусе 2 установлены две резцовые вставки с запаянными зернами эльбора. Вставка 3 — рабочая, вторая, 1, — запасная. Режущая кромка запасной вставки несколько приподнята относительно первой, так что в работе находится только одна вершина эльборового зерна 4. При потере первым резцом режущей способности в работу введз’т вторую вставку, а первую приподнимут, оставив в качестве балансира. Можно приподнять вставку на меньшую величину, чтобы в работе находились обе резцовые вставки, но в этом при чистовой обработке нет необходимости.

Эльбор хорошо затачивается алмазными абразивными кругами. Режущей кромке можно придать геометрию Wiper, для чего нужно заточить ее с большим радиусом при вершине, например 2 мм. Это позволит выполнять обработку однозубой фрезой с большой минутной подачей, которая будет равна произведению подачи на один зуб на частоту вращения.

Например, при скорости резания 500 м/мин частота вращения фрезы диаметром 100 мм составит 1592 об/мин. При радиусе закругления вершины эльборового зерна г = 2,0 мм получение шероховатости Ra 1,25 мкм будет достигнуто при подаче на зуб (и на оборот) s = Q, 14yJrRa = 0,31 мм/об и минутной подаче 498 мм/мин.

Твердые сплавы группы применения К малых номеров подгрупп К05, К10 хорошо обрабатывают стальные закаленные поверхности на скорости резания v = 25 м/мин; сплавы со специальными покрытиями — на v = = 50 м/мин; черная режущая керамика (сплав А1203 с карбидом титана TiC) — на v -100 м/мин; композиты эльбор и гексанит-Р — на v = 100 м/мин.

Чистовое фрезерование вполне может исключить необходимость шлифования плоскостей. Определенные требования предъявляются к станку, особенно к точности его шпиндельного узла: малые радиальные и осевые биения шпинделя, перпендикулярность расположения оси шпинделя к направлениям подачи. На рис. 5.11 было показано возникновение погрешностей в виде уступов на обработанной поверхности по причине неперпендикулярности оси вращения фрезы к направлениям подачи.

Корпуса редукторов, коробок передач, коробок скоростей и шпиндельных бабок металлорежущих станков из-за значительных габаритных размеров имеют массу в сотни и тысячи килограммов. Масса благоприятно влияет на гашение вибраций, поэтому не всегда целесообразно уменьшать ее. Отдельные части таких массивных деталей коробчатой формы под воздействием сил тяжести всегда будут отклоняться от того положения, которое они приняли бы в состоянии невесомости.

Увеличение толщины стенок с целью повышения жесткости детали уменьшает деформации корпуса, возникающие под воздействием внешних и внутренних сил, но не сил гравитации. Одновременное увеличение массы приведет к неизбежному увеличению деформации. Приходится признать, что силы гравитации составляют исключение из всех прочих сил, и для преодоления их воздействия нужно искать иные пути (26, "https://referat.bookap.info").

Нельзя исключить такое решение проблемы, как уменьшение массы корпуса за счет уменьшения его габаритных размеров при сохранении механизмом внутри корпуса всех функциональных показателей узла. Например, такое решение может быть найдено при модернизации редуктора путем замены вида зубчатых передач с уменьшением модулей колес.

Смысл данного отступления от технологических решений к конструкторским состоит в призыве расширить взгляд на проблему анализа технологичности конструкции и не ограничиваться показателями удобства выполнения обработки.

Массивные заготовки иод действием сил тяжести претерпевают значительные деформации. Если такую заготовку произвольно, без специальной выверки, установить на стол станка для выполнения механической обработки, то велика вероятность, что она окажется в деформированном состоянии. В этом состоянии на начальных технологических переходах у заготовки обработают базовые поверхности. Затем от обработанных баз параллельно, перпендикулярно или в заданном угловом положении обработают другие поверхности. Может показаться, что требуемая точность достигнута. Однако после изменения положения заготовки в пространстве во многих случаях выясняется, что заключение о достигнутой высокой точности ошибочно.

Деформации заготовок под действием сил тяжести значительны. В зависимости от массы и жесткости конструкции они могут достигать десятых долей и целых миллиметров, а точность формы и расположения поверхностей многих готовых деталей регламентирована тысячными и сотыми долями миллиметра. Разница в сто раз!

Особенно важно путем выверки компенсировать деформации, происходящие под действием сил тяжести при фрезеровании плоскостей, которые в дальнейшем будут использованы в качестве установочных баз.

Показателен следующий эксперимент (рис. 13.15). Установим заготовку на три жесткие опоры 1, 2 и 3 одинаковой высоты, под четвертый угол подведем регулируемую опору 4 без касания основания заготовки. На виде в плане рис. 13.15, а показано расположение опор. Опоры 1 и 2 следует разместить под тяжелой стороной детали.

При распознании тяжелой стороны возможны три случая:

  • 1) иногда тяжелая сторона конструкции столь очевидна, что выбор не вызывает сомнений;
  • 2) если деталь симметрична, то на сторону, размещенную на опорах 1 и 2, можно добавить небольшой груз;
  • 3) в наиболее сложных случаях для определения тяжелой стороны следует убедиться, что заготовка стоит на опорах 1 и 2. Если эта сторона не является тяжелой, то заготовку можно покачать на двух диагонально расположенных опорах (1 и 4, 2 и 3), прилагая сравнительно небольшое усилие.

Перейдем к рассмотрению рис. 13.15, б. Если не касаться регулируемой опорой основания заготовки, угол 4 отвиснет. Над четвертым углом разместим индикаторные часы и обнулим показания на их шкале отсчета.

При подъеме в момент касания заготовки регулируемой опорой начнется отсчет величины подъема угла 4. На углах 7, 2 и 3, в зависимости от жесткости детали, подъем некоторое время происходить не будет. Как только будет зафиксировано начало отрыва заготовки от одной из опор 2 или 3 (ближайшей к опоре 4), подъем необходимо прекратить.

Схема размещения заготовки на опорах.

Рис. 13.15. Схема размещения заготовки на опорах:

Рис. 13.15. Схема размещения заготовки на опорах:

а — расположение опор; б — установка заготовки в нейтральное положение; 1,2,3 —

жесткие опоры; 4 — регулируемая опора Для проверки момента отрыва можно использовать один из двух приемов:

  • 1) совмещать подъем угла 4 с попытками сместить в горизонтальной плоскости опоры 2 или 3
  • 2) установить дополнительные индикаторы над опорами 2 и 3.

При использовании приема 1 в момент отрыва заготовка теряет контакт с опорой 2 или 3У опору можно без больших усилий сдвинуть в сторону.

При использовании приема 2 некоторое время дополнительные индикаторы над опорами 2 и 3 не фиксируют никакого изменения положения заготовки в вертикальной плоскости, в то время как индикатор над регулируемой опорой 4 показывает величину подъема угла. В определенный момент начинается подъем заготовки над опорой 2 или 3. Металлическая заготовка ведет себя как упругая, похожая на резиновую, но со значительно большей жесткостью.

Следует зафиксировать величину подъема Д в пределах упругости до того момента, пока начнется подъем над опорой 3 или 2.

Полную величину подъема Д угла 4 нужно разделить на 2. Последующую обработку заготовки, в том числе верхней плоскости, следует выполнять в положении подъема Д/2. Верхнюю плоскость в дальнейшем можно использовать в качестве базы.

Эксперимент всегда производит впечатление на всех, кто до этого не сталкивался с данной проблемой.

Горизонтальные плоскости фрезеруют на горизонтально фрезерных станках цилиндрическими фрезами и на вертикально-фрезерных станках торцовыми фрезами. Цилиндрическими фрезами целесообразно обрабатывать горизонтальные плоскости шириной до 120 мм. В большинстве случаев плоскости обрабатывают торцовыми фрезами вследствие большой жесткости их закрепления в шпинделе и более плавной работы, так как число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы больше числа зубьев цилиндрической.

Оглавление

Обработка плоских поверхностей.
Обработка плоских торцовых поверхностей и уступов.
Обработка плоских поверхностей лезвийным инструментом.
Обработка плоских поверхностей абразивным инструментом.
Список используемой литературы.

Файлы: 1 файл

Основной.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНМВЕРСИТЕТ

НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ФИЛИАЛ ГОУ ВПО КГТУ

Студент 1 курса

ИАНТЭ факультета, группы 23100

Набережные Челны, 2011

Краткое содержание:

  1. Обработка плоских поверхностей.
  2. Обработка плоских торцовых поверхностей и уступов.
  3. Обработка плоских поверхностей лезвийным инструментом.
  4. Обработка плоских поверхностей абразивным инструментом.
  5. Список используемой литературы.

1. Обработка плоских поверхностей.

Горизонтальные плоскости фрезеруют на горизонтально фрезерных станках цилиндрическими фрезами и на вертикально-фрезерных станках торцовыми фрезами. Цилиндрическими фрезами целесообразно обрабатывать горизонтальные плоскости шириной до 120 мм. В большинстве случаев плоскости обрабатывают торцовыми фрезами вследствие большой жесткости их закрепления в шпинделе и более плавной работы, так как число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы больше числа зубьев цилиндрической.
Технологический процесс строгания используют для обработки горизонтальных поверхностей. При этом продольно-строгальные станки применяют для механической обработки крупных заготовок, так как максимальный ход стола достигает 12,5 м. На поперечно-строгальных станках обрабатывают заготовки мелких и средних размеров (длина строгания не превышает 2,4 м).
Горизонтальные плоскости обрабатывают также на плоскошлифовальных станках, при этом шлифуют периферией и торцовой поверхностью круга. Более производительно шлифование торцом круга, так как одновременно в работе участвует большое число абразивных зерен. Перемещение заготовок между торцами кругов с заданной подачей позволяет одновременно обрабатывать две параллельные плоские поверхности.
Вертикальные плоскости фрезеруют на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами. Эти поверхности можно обрабатывать на долбежном, поперечно - и продольно-строгальных станках проходными резцами.

Наклонные плоскости и скосы фрезеруют торцовыми и концевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости. Скосы фрезеруют на горизонтально-фрезерном станке одно-угловой фрезой. При строгании наклонной плоскости на поперечно- строгальных станках вертикальный суппорт поворачивают на угол, равный углу наклона обрабатываемой плоскости.
Уступы и прямоугольные пазы получают концевыми и дисковыми фрезами на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках.
Шпоночные пазы фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами на вертикально-фрезерных станках. Точность получения шпоночного паза - важное условие при фрезеровании, так как от нее зависит характер посадки на шпонку сопрягаемой с валом деталей. Фрезерование шпоночной фрезой обеспечивает получение более точного паза, поскольку при переточке по торцовым зубьям диаметр шпоночной фрезы практически не изменяется. Радиус паза должен соответствовать стандартным размерам фрезы.
Обработка дисковыми фрезами является более производительным процессом, так как дисковые фрезы имеют большее число зубьев и допускают работу с большими скоростями резания. Поэтому при конструировании деталей следует предусматривать открытые пазы.
Фасонные пазы получают фасонной дисковой фрезой, угловые пазы - одноугловой и двухугловой фрезами на горизонтально-фрезерных станках.
Клиновые и Т-образные пазы фрезеруют на вертикально- фрезерном станке за два прохода: прямоугольный паз - концевой фрезой, затем одноугловой фрезой (клиновой) или фрезой для Т-образных пазов (Т-образной).
Угловые и прямоугольные пазы можно обрабатывать на продольно-строгальных станках. Шпоночные пазы выполняют также на долбежных станках. Шпоночные и другие пазы протягивают протяжками, форма зубьев которых в поперечном сечении соответствует профилю получаемого паза.

2.Обработка плоских торцовых поверхностей и уступов.

К плоским торцовым поверхностям и уступам предъявляются следующие основные требования: плоскостность (отсутствие выпуклости и вогнутости), перпендикулярность к оси, параллельность плоскостей уступов между собой. Указания о предельных отклонениях даются на чертежах условными обозначениями или текстом в технических требованиях согласно стандартам ЕСКД. Перед обработкой торцовых плоскостей заготовки закрепляют теми же средствами, что при обработке наружных цилиндрических поверхностей. На рис. 59, а, б, в и показана обработка торцов при закреплении заготовок в патроне и в патроне с поджимом задним центром. При закреплении в патроне вылет заготовки должен быть по возможности минимальным (рис. 61).

Для подрезания применяют резцы: проходной прямой, проходной отогнутый, проходной упорный (см. рис. 59), а также специальный торцовый (подрезной).

При подрезании невысоких уступов проходной упорный резец работает продольной подачей, причем подрезание уступа обычно совмещается с обтачиванием наружной поверхности (рис. 63, а, б, в). Режущая кромка резца в этих случаях должна располагаться перпендикулярно к оси заготовки, что контролируют угольником (рис. 63, г). Для подрезания торца такой резец устанавливают под небольшим углом (510°) и подают к центру (рис. 63, в). Если при подрезании торца проходным упорным резцом приходится срезать большой припуск, то при подаче в направлении к центру возникает сила, которая стремится углублять резец в торец заготовки. В результате торец может получиться вогнутым (см. рис. 63, б). Чтобы этого не произошло, срезают большую часть припуска несколькими проходами продольной подачей, а чистовой проход выполняют подачей от центра. Плоскостность торца проверяют прикладыванием к нему ребра линейки или угольника. Если линейка прокачивается на торце, а по краям виден зазор, то имеется выпуклость, а если между линейкой и торцом в его центральной части виден или обнаруживается щупом зазор, то имеется вогнутость. Перпендикулярность торца к наружной поверхности определяется угольником. Подлежащая подрезанию в центрах деталь должна иметь центровое отверстие по форме Б, т. е. с дополнительным конусом под углом 120° . Можно также применять срезанный центр.

При постоянном числе оборотов резец на различных участках торца работает с различной скоростью резания: чем ближе к оси заготовки (детали), тем меньше скорость резания, а вблизи к оси скорость резания становится ничтожно малой и процесс резания нарушается. Поэтому обрабатывая торцы большого диаметра, по мере приближения резца к центру (или отхода от центра) следует один-два раза переключать число оборотов, чтобы скорость резания оставалась примерно одинаковой. Это повышает производительность и стойкость резца.

3. Обработка плоских поверхностей лезвийным инструментом.

Горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости, а также поверхности типа уступов, пазов и т. п. выполняют фрезерованием, строганием, долблением, протягиванием, шлифованием и др.

Строгание находит большое применение в мелкосерийном и единичном производстве благодаря тому, что для работы на строгальных станках не требуется сложных приспособлений и инструментов. Этот метод обработки является весьма гибким при переходе на другие условия работы. Однако он малопроизводителен: обработка выполняется однолезвийным инструментом (строгальными резцами) на умеренных режимах резания, а наличие вспомогательных ходов увеличивает время обработки. Кроме того, для работы на этих станках требуются рабочие высокой квалификации. Строгание производится на поперечно-строгальных (при обработке поверхностей небольших размеров) и строгально-фрезерных станках (для обработке плоскостей относительно больших размеров).

Фрезерование в настоящее время является наиболее распространённым методом обработки плоскостей. В массовом производстве фрезерование вытеснило применявшиеся ранее строгание. Фрезерование осуществляется на фрезерных станках, которые делятся на горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные, универсально-фрезерные, продольно-фрезерные, барабанно-фрезерные, карусельно-фрезерные и многоцелевые. Более производительными являются станки с ЧПУ. Существуют следующие виды фрезерования: цилиндрическое, торцовое, двустороннее и трёхстороннее. Широкое применение в настоящее время находит фрезерование торцовыми фрезами, а при достаточно больших диаметрах фрез (свыше 90 мм) — фрезерными головками (торцовыми фрезами со вставными ножами). Это объясняется следующими преимуществами фрезерования этими фрезами перед фрезерованием цилиндрическими фрезами:

- применение фрез больших диаметров, что повышает производительность обработки;

- одновременным участием в обработке большого числа зубьев, что обеспечивает более производительную и плавную работу;

- отсутствием длинных оправок, что даёт большую жёсткость крепления инструмента и, следовательно, возможность работать с большими подачами (глубинами резания);

- одновременной обработкой заготовок с разных сторон.

Рисунок 1 — Схема фрезерования торцевой фрезой.

Одним из наиболее производительных способов фрезерования является обработка плоскостей на карусельно-фрезерных, барабанно-фрезерных станках, что возможно по непрерывному циклу. Как способ сокращения основного времени применяют скоростное и силовое фрезерование. Скоростное фрезерование характеризуется повышением скоростей резания при обработке стали до 350 м/мин, чугуна – до 450 м/мин, цветных металлов — до 2000 м/мин при небольших подачах на зуб фрезы: 0,05 — 0,12 мм/зуб — при обработке сталей, 0,3 — 0,8 мм/зуб — при обработке чугуна и цветных сплавов. Силовое фрезерование характеризуется большими подачами на зуб фрезы. Как скоростное, так и силовое фрезерование выполняется фрезами, оснащёнными твёрдосплавными и керамическими пластинами. Тонкое фрезерование характеризуется малыми глубинами резания (t = 0.1 мм), малыми подачами (Sz = 0.05…0.10 мм) и большими скоростями резания.

Протягивание. Для наружного протягивания применяют преимущественно вертикально -, а также горизонтально-протяжные станки. Протягивание наружных плоскостей благодаря высокой производительности и низкой себестоимости находит всё большее применение в крупносерийном и массовом производстве. Этот метод обработки экономически выгоден, несмотря на высокую стоимость оборудования и инструмента. В настоящее время фрезерование часто заменяют наружным протягиванием. В массовом производстве для наружного протягивания применяют высокопроизводительные многопозиционные протяжные станки, а также станки непрерывного действия.

Шабрение выполняют с помощью режущего инструмента — шабера — вручную или механическим способом. Шабрение вручную — малопроизводительный процесс, требует большой затраты времени и высокой квалификации рабочего, но обеспечивает высокую точность. Механический способ выполняют на специальных станках, на которых шабер совершает возвратно-поступательное движение. Точность шабрения определяют по числу пятен на площади 25x25 мм (при проверке контрольной плитой). Чем больше пятен, тем точнее обработка. Сущность шабрения состоит в соскабливании шаберами слоёв металла (толщиной около 0,005 мм) для получения ровной поверхности после её чистовой предварительной обработки. Шабрение называют тонким, если число пятен более 22 и Ra 0,08 мкм, и чистовыми, если число пятен 6 — 10, а Ra 1.25 мкм.

4. Обработка плоских поверхностей абразивным инструментом.

Шлифование плоских поверхностей осуществляют на плоско-шлифовальных станках с крестовым или круглым столом как обычного исполнения, так и с ЧПУ. Плоское шлифование является одним из основных методов обработки плоскостей деталей машин для достижения требуемого качества. В ряде случаев плоское шлифование может заменить фрезерование. Наряду с обеспечением требуемого высокого уровня шероховатости, этот метод обладает серьезными недостатками. Во-первых, вследствие высоких температур резания, в поверхностном слое возникают неблагоприятные остаточные напряжения, возможно возникновение прижогов поверхности. Во-вторых, в результате выделения большого количества абразивной пыли, он является экологически небезопасным. Следует отметить, что при шлифовании металлов, склонных к фазовым превращениям, повышение нагрева шлифуемого изделия может привести к структурным изменениям, обусловливающим появление остаточных напряжений различного знака и в большинстве случаев снижающим эксплуатационные свойства металла поверхностного слоя. Шлифование плоских поверхностей может быть осуществлено двумя способами: периферией и торцом круга. Шлифование периферией круга может осуществляться тремя способами: многократными рабочими ходами; установленным на размер кругом; ступенчатым кругом. При первом способе поперечное движение подачи круга производится после каждого продольного хода стола, а вертикальное — после рабочего хода по всей поверхности длины деталей. При втором способе шлифующий круг устанавливается на глубину, равную припуску, и при малой скорости перемещения стола обрабатывают заготовку по всей длине. После каждого рабочего хода шлифовальный круг перемещается в поперечном направлении от 0,7 — 0,8 высоты круга. Для чистового рабочего хода оставляют припуск 0,01 — 0,02 мм и снимают его первым способом. Этот способ применяют при обработке на мощных шлифовальных станках. При шлифовании третьим способом круг профилируют ступеньками. Припуск, распределённый между отдельными ступеньками, снимается за один рабочий ход. Шлифование обычно производится с применением СОЖ.

Методы обработки без снятия стружки все больше применяют для деталей в связи с ужесточением эксплуатационных характеристик машин: высокой производительности, быстроходности, прочности, точности идр. Такой обработке подвергают предварительно подготовленные поверхности.

Если формы заготовок приблизить к формам готовых деталей, то ответственные поверхности можно обрабатывать шлифованием и затем окончательно од ним из методов обработки без снятия стружки. Предоставляется возможность уменьшить количество отходов и упростить обработку.

Методы обработки основаны на использовании пластических свойств металлов, Т.е. способности металлических заготовок принимать остаточные деформации без нарушения целостности металла. Отделочная обработка методами пластического деформирования сопровождается упрочнением поверхностного слоя, что очень важно для повышения надежности работы деталей. Детали становятся менее чувствительными к усталостному разрушению, повышаются их коррозионная стойкость и износостойкость сопряжений, удаляются риски и микротрещины, оставшиеся от предшествующей обработки. В ходе обработки шаровидная форма кристаллитов поверхности металла может измениться, кристаллиты сплющиваются в направлении деформации, образуется упорядоченная структура волокнистого характера. Поверхность заготовки принимает требуемые формы и размеры в результате перераспределения элементарных объемов под воздействием инструмента. Исходный объем заготовки остается постоянным.

В зоне обработки не возникает высокая температура, поэтому в поверхностных слоях фазовые превращения не происходят.

Обработку без снятия стружки выполняют на многих металлорежущих станках и установках, используя специальные инструменты. Созданы также особые станки, на которых наряду с резанием заготовки обрабатывают пластическим деформированием. Методы чистовой обработки используют для всех металлов, способных пластически деформироваться, но наиболее эффективны они для металлов с твердостью до НВ 280.

Ожидается, что эти методы все больше будут применяться для высокоточной обработки и использоваться для деталей, размеры которых будут иметь точность в долях микрометра.

2. ОБКАТЫВАНИЕ И РАСКАТЫВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Обкатыванием и раскатыванием отделывают и упрочняют цилиндрические, конические, плоские и фасонные наружные и внутренние поверхности.

Сущность этих методов состоит в том, что в результате давления поверхностные слои металла, контактируя с инструментом высокой твердости, оказываются в состоянии всестороннего сжатия и пластически деформируются. Инструментом являются ролики и шарики, перемещающиеся относительно заготовки. Микронеровности обрабатываемой поверхности сглаживаются путем смятия микровыступов изаполнения микровпадин.

Обкатывают, как правило, наружные поверхности, а раскатывают внутренние цилиндрические и фасонные поверхности. При обкатывании роликами основными параметрами режима упрочнения являются давление в зоне контакта с роликом, число его проходов, подача и скорость обкатывания. Глубину деформированного слоя определяет давление.

К вращающейся цилиндрической заготовке подводят закаленный гладкий ролик-обкатку (рис. 1, а), который под действием рабочего давления деформирует поверхность. Движение продольной подачи позволяет обрабатывать всю заготовку. Аналогичным инструментом обрабатывают элементы заготовок, но с поперечным движением. При раскатывании ролик-раскатку закрепляют на консольной оправке. Более совершенна конструкция инструмента с несколькими роликами. Для обеспечения значительной однородности форм микронеровностей используют разнообразные конструкции инструментов, различающихся числом и формой деформирующих частей (роликов, шариков). Наилучшие результаты обеспечивают инструменты, на которые силы передаются через упругие элементы. Этим достигаются постоянные условия обработки в любой точке обрабатываемой поверхности. Сила может регулироваться. Для обработки поверхностей обкатыванием и раскатыванием чаще всего используют токарные или карусельные станки, применяя вместо режущего инструмента обкатки и раскатки. Суппорты обеспечивают необходимое движение подачи. Раскатки можно устанавливать в пиноли задних бабок. Глубокие отверстия раскатывают на станках для глубокого сверления. Так как нагрев заготовок в местах контакта с инструментом незначителен, охлаждения не требуется. Для уменьшения трения используют смазывание веретенным маслом или керосином. Обкатыванием и раскатыванием лишь в незначительной степени исправляют погрешности предшествующей обработки. Поэтому предварительная обработка заготовок должна быть точной с учетом смятия микронеровностей и изменения окончательного размера детали. Решающее значение в достижении необходимого качества поверхностного слоя имеет давление на поверхность. Чрезмерно большое давление так же, как и большое число проходов инструмента, разрушает поверхность и может привести к отслаиванию ее отдельных участков.

3. АЛМАЗНОЕ ВЫГЛАЖИВАНИЕ

Малой шероховатости поверхности и ее упрочнения можно достичь алмазным выглаживанием. Сущность этого метода состоит в том, что оставшиеся после обработки резанием неровности поверхности выглаживаются перемещающимся по ней прижатым алмазным инструментом. Алмаз, закрепленный в державке, не вращается, а скользит с весьма малым коэффициентом трения. Рабочая часть инструмента выполнена в виде полусферы, цилиндра или конуса. Чем тверже обрабатываемый материал, тем меньше радиус скругления рабочей части алмаза. Преимущества алмазного выглаживания состоят в повышении эксплуатационных свойств обработанных поверхностей, снижении шероховатости поверхности, отсутствии пере носа на обрабатываемую поверхность посторонних частиц, возможности обработки тонкостенных деталей и деталей сложной конфигурации, простоте конструкции выглаживателей. Заготовки обрабатывают на станках токарной группы. Державку с подпружиненным наконечником с алмазом устанавливают в резцедержателе вместо резца. Движения заготовки и инструмента аналогичны движениям заготовки и инструмента при обтачивании.

Силы прижатия алмаза к обрабатываемой поверхности сравнительно малы и колеблются в интервале 50 . 300 Н. Процесс выглаживания ведут со смазыванием веретенным маслом, что примерно в 5 раз уменьшает износ алмаза по сравнению с износом при выглаживании всухую. Применение керосина или эмульсии приводит кинтенсивному износу алмаза. Число проходов инструмента не должно быть более двух.

4. КАЛИБРОВКА ОТВЕРСТИЙ

Калибровкой повышают точность отверстий и получают поверхности высокого качества. Метод характеризуется высокой производительностью.

Сущность калибровки сводится к перемещению в отверстии с натягом жесткого инструмента. Размеры поперечного сечения инструмента несколько больше размеров поперечного сечения отверстия. При этом инструмент сглаживает неровности, исправляет погрешности, упрочияет поверхность.

Простейшим инструментом служит шарик, который проталкивается штоком (рис. 2, а). Роль инструмента может выполнять также оправка-дорн (рис. 2, б ), к которому прикладывается сжимающая или растягивающая (рис. 2, в) сила. Заготовки обрабатываются за один или несколько ходов инструмента. Заготовки обрабатывают с малыми либо большими натягами. В первом случае зона пластического деформирования не распространяется на всю толщину детали. Так обрабатывают толстостенные заготовки. Во втором случае зона пластического деформирования охватывает всю деталь. Этот вариант обработки используют для тонкостенных деталей, что существенно повышает их точность. Шарики как инструмент не обеспечивают оптимальных условий деформирования и имеют малую стойкость. Калибрующие оправки выполняют одноэлементными, многоэлементными или сборными. Каждый из элементов-поясков имеет свой размер. Деформирующие элементы изготовляют из твердого сплава или стали, закаленных до высокой твердости. В качестве смазочного материала для сталей и бронз применяют сульфофрезол, для чугунов - керосин. Разработаны специальные смазочные материалы, обеспечивающие жидкостное трение. Они снижают рабочее усилие оборудования, способствуют повышению качества поверхностных слоев, увеличивают точность обработки и стойкость инструмента. Отверстия калибруют на прессах (рис. 2, а, б) или горизонтально-протяжных станках (рис. 2, в). Для правильного взаимного расположения инструмента и заготовки обычно применяют самоустанавливающиеся приспособления с шаровой опорой. Заготовку не закрепляют.




Рис. 2. Схемы калибровки отверстий

5. ВИБРОНАКАТЫВАНИЕ

Для повышения износостойкости деталей машин на поверхностях трения целесообразно выдавливать слабозаметные, прилегающие друг к другу канавки. В канавках скапливаются смазочный материал и мелкие частицы, образовавшиеся в процессе изнашивания. Канавки образуются вибронакатыванием. Упрочняющему элементу - шару или алмазу, установленному в резцедержателе токарного станка, помимо движения Ds пр(рис.3) специальным устройством сообщают дополнительные движения алмаза Da с относительно малой амплитудой. Изменяя Dзаг, Dпр , амплитуду и частоту колебаний, можно на обрабатываемой поверхности получить требуемый рисунок. Распространение получили рисунки с непересекающимися канавками, с не полностью пересекающимися и со сливающимися канавками. Возможно также вибронакатывание внутренних и плоских поверхностей. Канавки одновременно упрочняют поверхность. Важнейшей характеристикой такой поверхности является общая площадь канавок (в процентах от номинальной площади обрабатываемой поверхности). Такие отклонения для каждого типа рисунка определяют аналитически.


Рис. 3. Схема вибронакатывания

6. ОБКАТЫВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Пластическое деформирование поверхностных слоев повышает работоспособность зубчатых колес. Микронеровности, оставшиеся от предшествующей обработки, сглаживаются путем смятия специальным инструментом. Обрабатываемое зубчатое колесо вводят в плотное зацепление с тремя остальными, закаленными эталонными колесами. Последние имеют полированные зубья и располагаются вокруг обкатываемого колеса. Эталонные колеса прижимаются к обкатываемому с помощью пружинных устройств. Сила прижима регламентируется. Одно из эталонных колес является ведущим и приводит во вращение обрабатываемое колесо, а через него - два остальных эталонных колеса. Движение колес реверсируется. Колеса обкатывают со смазочными материалами на специальных зубообкатных станках.

Обкатыванием лишь частично исправляют профиль зуба и его размеры путем сглаживания шероховатостей.

7. НАКАТЫВАНИЕ РЕЗЬБ, ШЛИЦЕВЫХ ВАЛОВ И ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Формообразование фасонных поверхностей в холодном состоянии методом накатывания имеет ряд преимуществ. Главные из них - очень высокая производительность, низкая стоимость обработки, высокое качество обработанных деталей. Накатанные детали имеют более высокое сопротивление усталости. Это объясняется тем, что при формообразовании накатыванием волокна исходной заготовки не перерезаются, как при обработке резанием. Профиль накатываемых деталей образуется за счет вдавливания инструмента в материал заготовки и выдавливания части его во впадины инструмента. Такие методы сочетают в себе функции черновой, чистовой и отделочной обработок. Их используют для получения резьб, валов с мелкими шлицами и зубчатых мелкомодульных колес.

Резьбы накатывают обычно до термической обработки, хотя точные резьбы можно накатывать и после нее.

При формировании резьбы плашками (рис. 4, а) заготовку 2 помещают между неподвижной 1 и подвижной 3 плашками, имеющими на рабочих поверхностях рифления, профиль и расположение которых соответствуют профилю и шагу накатываемой резьбы. При перемещении подвижной плашки заготовка катится между инструментами, а на ее поверхности образуется резьба.

При формировании резьбы роликами (рис. 4, б) ролики 4 и 5 получают принудительное вращение, заготовка 2 свободно обкатывается между ними. Ролику 5 придается радиальное движение для вдавливания в металл заготовки на необходимую глубину. Обработка роликами требует меньших сил, с их помощью накатывают резьбы с более крупным шагом.

При накатывании мелких шлицев на валах (рис. 4, в) накатный ролик имеет профиль шлицев. Он внедряется в поверхность заготовки при вращении и поступательном продольном перемещении вдоль вала.

Накатывание цилиндрических (рис. 4, г) и конических мелкомодульных колес в 15 . 20 раз производительнее зубонарезания. Процесс можно осуществлять на токарных станках накатниками 6 и 7, которые закреплены на суппорте и перемещаются, совершая движение Ds пр. Каждый накатник имеет заборную часть для постепенного образования накатываемых зубьев на заготовке 2.

Для накатывания применяют универсальное специальное оборудование. Для образования резьб служат резьбонакатные станки, обеспечивающие силы до 2·10 5 Н. Эти станки автоматизированы и имеют горизонтальное, наклонное или вертикальное движение ползуна с плашкой. Резьбы роликами накатывают на автоматах.

На автоматизированном оборудовании – прессах - накатывают и шлицы. Шлиценакатный пресс может заменить10. 15 шлицефрезерных станков. Рабочие усилия создаются мощными гидравлическими устройствами.

Зубчатые колеса накатывают на специальных станках. Получает распространение комбинированное накатывание (горячее накатывание с последующей холодной калибровкой).


в) г)

Рис. 4. Схемы накатывания

8. НАКАТЫВАНИЕ РИФЛЕНИЙ И КЛЕЙМ

Методом холодного накатывания на отдельных элементах деталей наносят рифления, маркировочные клейма, знаки. Производительность метода весьма велика. В основе накатывания лежит способность металла получать местные деформации под действием накатных роликов или накатников.

На рис. 5, а приведена схема накатывания рифленой поверхности. Заготовку закрепляют на токарном станке, на суппорте которого установлена державка с одним или двумя накатными роликами. Ролики внедряются в поверхность заготовки (D s п) и перемещаются вдоль заготовки с движением Ds пр. Вид рифлений (рис. 5, б) определяется характером зубчиков на роликах. Крестовое рифление производят двумя роликами, один из которых имеет правое направление отпечатывающих зубчиков, а другой - левое. Оба ролика вращаются на осях самоустанавливающейся державки. Для накатывания клейм (рис. 5, в) на накатнике J располагают негативно выступающие знаки. Заготовку 2 устанавливают на ролики для более легкого перемещения в момент накатывания.



Рис. 5. Схемы накатывания рифлений и клейм

9. УПРОЧНЯЮЩАЯ ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ДЕТАЛЕЙ

Упрочняющую обработку предпринимают для увеличения сопротивления усталости деталей. Методы упрочнения основаны на локальном воздействии инструмента на обрабатываемый материал. При этом возникают многочисленные зоны воздействия на весьма малых участках поверхности, в результате чего создаются очень большие местные давления. Многочисленные контакты с инструментом приводят к упрочнению поверхностного слоя. В поверхностных слоях возникают существенные напряжения сжатия.

Прочность конструкционных материалов повышается благодаря воздействию нагрузок, создающих эффективные препятствия для движения несовершенств кристаллической решетки. При этом создаются структуры с повышенной плотностью закрепленных и равномерно распределенных по объему дислокаций.

Распространено упрочнение нанесением ударов по поверхности заготовки шариками, роликами, различными бойками. При динамическом упрочнении в качестве инструмента используют диск, в котором по окружности в несколько рядов расположены ролики, свободно сидящие на осях. Диск закрепляют на шпинделе металлорежущего станка. При вращении диска ролики наносят по упрочняемой поверхности очень большое количество ударов.

При статическом упрочнении на поверхность заготовки воздействуют вращающимися роликами в процессе обкатывания или раскатывания.

Процесс упрочнения можно выполнять на специальных установках. При ультразвуковом деформационном упрочнении заготовки закрепляют в камерах, содержащих большое количество стальных шариков диаметром 1мм, смачиваемых эмульсией. Камера получает колебания от ультразвукового генератора, и колеблющиеся шарики наносят удары по поверхности заготовки. шероховатость поверхности после деформационного упрочнения увеличивается.

Распространено дробеструйное динамическое упрочнение. Готовые детали машин подвергают ударному действию потока дроби в специальных камерах, где дробинки с большой скоростью перемещаются под действием потока воздушной струи или центробежной силы. Эффектом поверхностного упрочнения можно управлять, подавая сухую или мокрую дробь. Дробь изготовляют из отбеленного чугуна, стали, алюминия, стекла и других материалов. Исходная шероховатость обрабатываемой поверхности увеличивается.

Этот метод применяют для таких изделий, как рессорные листы, пружины, лопатки турбин, штоки, штампы.

Эффект деформационного упрочнения повышается при использовании импульсных нагрузок, в частности взрывной волны. При упрочении взрывом необходимы энергоноситель и среда, передающая давление на упрочняемую деталь. В качестве энергоносителя используют бризантные взрывчатые вещества, обеспечивающие как поверхностные, так и сквозные упрочнения деталей.

Плоскости при лезвийной обработке можно обрабатывать различными методами (рис. 13.12).

Наиболее универсальным способом обработки является фрезерование, так как он позволяет выполнять как предварительную обработку со снятием больших припусков, так и чистовую окончательную обработку с достижением требуемого качества поверхности.

При выборе между фрезерованием торцовой или цилиндрической фрезами предпочтение желательно отдать торцовой фрезе, которая реализует формообразование следом инструмента и, тем самым, является более надежным способом достижения требуемого качества обрабатываемой поверхности, в отличие от копирования цилиндрической фрезой.

Современные твердые сплавы со сверхтвердыми покрытиями подгрупп применения 25, 30 позволяют работать с достаточно высокими скоростями, большими подачами и большими глубинами резания, что является гарантией высокой производительности при предварительной обработке. При чистовом фрезеровании с высокой скоростью резания твердыми сплавами подгрупп применения 05, 10 и 15 обеспечивается возможность выполнения окончательной обработки с достижением необходимого качества поверхности.

Ассортимент материалов режущих инструментов (рис. 13.13) для чистовой обработки дополнительно к твердым сплавам (ТС) может быть расширен использованием сверхтвердых материалов (СТМ): режущей керамики и композитов на основе алмазов и кубического нитрида бора (КНБ).

Мелкие частицы кубических фаз синтетического алмаза и нитрида бора впервые получены в конце 1950;х гг. методом каталитического синтеза при высоких статических давлениях.

Синтетические монокристаллы алмаза и КНБ, полученные искусственным путем, имеют малые размеры, поэтому для использования в качестве инструментального материала их соединяют (сращивают) в поликристаллы.

Поликристаллические композиционные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора появились на рубеже 60—70-х гг. прошлого века. Характерной особенностью таких материалов является наличие жесткого каркаса из сросшихся зерен алмаза или КНБ. Спекание порошков алмаза и КНБ, как правило, осуществляется в области термодинамической стабильности алмаза и КНБ при давлении 5—9 ГПа и температуре 1500—2000К.

При чистовой обработке особенно хорошо проявляет себя Композит-01 (эльбор).

Режущими инструментами из этого материала можно выполнять финишную обработку чугунных поверхностей со скоростью резания до 800 м/мин. При этом достигается высокая производительность при хорошей шероховатости поверхности. У торцовой фрезы целесообразно иметь в работе только один зуб (рис. 13.14).

Подготовка поверхности и нанесение лакокрасочных материалов

. лакокрасочных покрытий зависят от взаимодействия лакокрасочного материала с подложкой. Непременное условие формирования покрытия – смачивание поверхности подложки жидким лакокрасочным материалом. Типичные загрязнения металлов – это прокатная окалина и ржавчина. Наибольшую .

Второй зуб необходим для придания инструменту сбалансированности.

Эльбор хорошо затачивается алмазными абразивными кругами. Режущей кромке можно придать геометрию Wiper , для чего нужно заточить ее с большим радиусом при вершине, например 2 мм. Это позволит выполнять обработку однозубой фрезой с большой минутной подачей, которая будет равна произведению подачи на один зуб на частоту вращения.

Например, при скорости резания 500 м/мин частота вращения фрезы диаметром 100 мм составит 1592 об/мин. При радиусе закругления вершины эльборового зерна г = 2,0 мм получение шероховатости Ra 1,25 мкм будет достигнуто при подаче на зуб (и на оборот) s = Q, 14yJrRa = 0,31 мм/об и минутной подаче 498 мм/мин.

Твердые сплавы группы применения К малых номеров подгрупп К05, К10 хорошо обрабатывают стальные закаленные поверхности на скорости резания v = 25 м/мин; сплавы со специальными покрытиями — на v = = 50 м/мин; черная режущая керамика (сплав А12 03 с карбидом титана TiC) — на v -100 м/мин; композиты эльбор и гексанит-Р — на v = 100 м/мин.

Чистовое фрезерование вполне может исключить необходимость шлифования плоскостей. Определенные требования предъявляются к станку, особенно к точности его шпиндельного узла: малые радиальные и осевые биения шпинделя, перпендикулярность расположения оси шпинделя к направлениям подачи. На рис. 5.11 было показано возникновение погрешностей в виде уступов на обработанной поверхности по причине неперпендикулярности оси вращения фрезы к направлениям подачи.

Корпуса редукторов, коробок передач, коробок скоростей и шпиндельных бабок металлорежущих станков из-за значительных габаритных размеров имеют массу в сотни и тысячи килограммов. Масса благоприятно влияет на гашение вибраций, поэтому не всегда целесообразно уменьшать ее. Отдельные части таких массивных деталей коробчатой формы под воздействием сил тяжести всегда будут отклоняться от того положения, которое они приняли бы в состоянии невесомости.

Нельзя исключить такое решение проблемы, как уменьшение массы корпуса за счет уменьшения его габаритных размеров при сохранении механизмом внутри корпуса всех функциональных показателей узла. Например, такое решение может быть найдено при модернизации редуктора путем замены вида зубчатых передач с уменьшением модулей колес.

Смысл данного отступления от технологических решений к конструкторским состоит в призыве расширить взгляд на проблему анализа технологичности конструкции и не ограничиваться показателями удобства выполнения обработки.

Массивные заготовки иод действием сил тяжести претерпевают значительные деформации. Если такую заготовку произвольно, без специальной выверки, установить на стол станка для выполнения механической обработки, то велика вероятность, что она окажется в деформированном состоянии. В этом состоянии на начальных технологических переходах у заготовки обработают базовые поверхности. Затем от обработанных баз параллельно, перпендикулярно или в заданном угловом положении обработают другие поверхности. Может показаться, что требуемая точность достигнута. Однако после изменения положения заготовки в пространстве во многих случаях выясняется, что заключение о достигнутой высокой точности ошибочно.

Наиболее значительную долю в общем парке технологической оснастки составляют приспособления, применяемые для установки и закрепления заготовок деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках. Установочными элементами . силы зажима Второй способ Основные опоры приспособления жестко связаны с его корпусом. При наличии погрешностей формы и размеров заготовок они всегда должны обеспечить установку .

Деформации заготовок под действием сил тяжести значительны. В зависимости от массы и жесткости конструкции они могут достигать десятых долей и целых миллиметров, а точность формы и расположения поверхностей многих готовых деталей регламентирована тысячными и сотыми долями миллиметра. Разница в сто раз!

Особенно важно путем выверки компенсировать деформации, происходящие под действием сил тяжести при фрезеровании плоскостей, которые в дальнейшем будут использованы в качестве установочных баз.

Показателен следующий эксперимент (рис. 13.15).

Установим заготовку на три жесткие опоры 1, 2 и 3 одинаковой высоты, под четвертый угол подведем регулируемую опору 4 без касания основания заготовки. На виде в плане рис. 13.15, а показано расположение опор. Опоры 1 и 2 следует разместить под тяжелой стороной детали.

При распознании тяжелой стороны возможны три случая:

  • 1) иногда тяжелая сторона конструкции столь очевидна, что выбор не вызывает сомнений;
  • 2) если деталь симметрична, то на сторону, размещенную на опорах 1 и 2, можно добавить небольшой груз;
  • 3) в наиболее сложных случаях для определения тяжелой стороны следует убедиться, что заготовка стоит на опорах 1 и 2. Если эта сторона не является тяжелой, то заготовку можно покачать на двух диагонально расположенных опорах (1 и 4, 2 и 3 ), прилагая сравнительно небольшое усилие.

Перейдем к рассмотрению рис. 13.15, б. Если не касаться регулируемой опорой основания заготовки, угол 4 отвиснет. Над четвертым углом разместим индикаторные часы и обнулим показания на их шкале отсчета.

При подъеме в момент касания заготовки регулируемой опорой начнется отсчет величины подъема угла 4. На углах 7, 2 и 3, в зависимости от жесткости детали, подъем некоторое время происходить не будет. Как только будет зафиксировано начало отрыва заготовки от одной из опор 2 или 3 (ближайшей к опоре 4 ), подъем необходимо прекратить.

а — расположение опор; б — установка заготовки в нейтральное положение; 1,2,3 —

жесткие опоры; 4 — регулируемая опора Для проверки момента отрыва можно использовать один из двух приемов:

Расчет механизма подъема мостового крана (2)

1 Предварительный расчет По номинальной грузоподъемности Q = 8 тc и режиму работы выбираем крюк однорогий тип А №15 ГОСТ 6627-74 [1], с 464, . = где [у] сж = МПа к - коэффициент запаса прочности для крюковых кранов к =4,25 [1], приложение XV д = Толщина стенки должна быть не менее . l Д = 465 мм Рис.7. Схема к расчету оси барабана Реакции в опорах R A = Н R B = 2 . Smax - RA = 2. 20284-17530=23040 .

  • 1) совмещать подъем угла 4 с попытками сместить в горизонтальной плоскости опоры 2 или 3
  • 2) установить дополнительные индикаторы над опорами 2 и 3.

При использовании приема 1 в момент отрыва заготовка теряет контакт с опорой 2 или 3У опору можно без больших усилий сдвинуть в сторону.

При использовании приема 2 некоторое время дополнительные индикаторы над опорами 2 и 3 не фиксируют никакого изменения положения заготовки в вертикальной плоскости, в то время как индикатор над регулируемой опорой 4 показывает величину подъема угла. В определенный момент начинается подъем заготовки над опорой 2 или 3. Металлическая заготовка ведет себя как упругая, похожая на резиновую, но со значительно большей жесткостью.

Следует зафиксировать величину подъема Д в пределах упругости до того момента, пока начнется подъем над опорой 3 или 2.

Полную величину подъема Д угла 4 нужно разделить на 2. Последующую обработку заготовки, в том числе верхней плоскости, следует выполнять в положении подъема Д/2. Верхнюю плоскость в дальнейшем можно использовать в качестве базы.

Эксперимент всегда производит впечатление на всех, кто до этого не сталкивался с данной проблемой.

Примеры похожих учебных работ

Обработка металлов резаньем

. резца. Тепловые и температурные факторы процессов обработки металлов резанием выявляются следующими экспериментальными методами: калориметрическим, при помощи термопар по изменению микроструктуры, при помощи термокрасок, оптическим, радиационным .

Объемная штамповка и обработка металлов резанием

. энергии удара во много раз меньше, чем у обычных молотов. 1.2 Объемная штамповка Объемная штамповка, технологический процесс, заключающийся в изменении простейших объемных заготовок (цилиндрической, призматической и .

Материалы, применяемые для изготовления режущей части инструмента для обработки резанием

. ХВ 4 рекомендуется для изготовления инструментов, предназначенных для обработки материалов, имеющих высокую поверхностную . стружку. Значительное превышение твердости инструментального материала по сравнению с твердостью обрабатываемой заготовки .

Разработка конструкции и технология изготовления приспособления для обработки крупногабаритных .

. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ, .1 Обоснование разработки работы Создание надежных агрегатов и устройств с . Частота, Гц Напряжение, при котором обеспечивается безаварийная работа станка, В Род тока электроприводов станка Напряжение, .

Технология механической обработки деталей машин

. металла в закрытой полости специальной формы, называемой штампом. Форма и размеры полости штампа соответствуют форме и размерам будущей детали с учетом припуска на механическую обработку, . припуском на механическую обработку или исключающую .

Читайте также: